Повышение прочности и устойчивости оболочки котла при малой его массе достигается подкреплением кольцевыми шпангоутами, расположенными в средней и опорных частях котла. Эти шпангоуты, имеющие Ω- образную форму поперечного сечения, приварены к стенкам котла, отличающимися от неподкрепленных конструкций меньшей толщиной. Как показывают расчеты и опыты, в подкрепленных таким образом цистернах существенно снижены напряжения в загруженных зонах, повышена устойчивость котла при вакууме, иногда возникающем при сливе и пропарке цистерн, а также увеличивается жесткость и соответственно частота собственных колебаний оболочки, что затрудняет возникновение резонанса колебаний. Однако подкрепление котла шпонкоутами усложняет его изготовление.
Для обеспечения полного слива груза предусмотрены уклоны к сливным приборам. Эти уклоны создаются выштамповкой броневого листа на глубину 20-30 мм. Котел оборудован двумя сливными приборами универсального типа, конструкция которых описана ниже, и двумя колпаками (горловинами люка) с крышками, что позволяет ускорить операции налива и слива груза и обеспечить условия труда при очистке котла.
Внутри горловин размещены по две сегментные планки: верхняя для контроля предельно уровня налива и нижняя для принятия мер к замедлению налива котла.
Колпаки рассматриваемой цистерны имеют малые размеры. В прежних конструкциях цистерн железных дорог, как и цистерн некоторых других стран, колпак предназначен для размещения объема груза, увеличивающегося при повышении температуры. В данной цистерне, как и во многих других цистернах постройки последних лет, при ее наливе часть объема котла (2%) остается незаполненной для обеспечения вышеуказанного температурного расширения груза. Проведенные ВНИИЖТ испытания показали, что такое недозаполнение котла не представляет угрозы для прочности цистерн и безопасности движения поездов. Подобный принцип загрузки котла и оборудования цистерн малыми колпаками в последние годы применяется также на железных дорогах США и западноевропейских стран.
Горловины люков закрываются крышками, закрепленными восемью откидными болтами каждая. Крышки шарнирно крепятся к кронштейнам, относительно которых они поворачиваются при открывании.
Вблизи горловины люка расположены два штуцера для крепления предохранительно-впускных клапанов. Котел оборудован наружной и внутренней лестницами и помостами с ограждениями у горловин люка.
Сложным и ответственным узлом безрамной цистерны является опора котла, поскольку через нее передаются основные нагрузки на котел и от котла на тележку. Опора, одновременно являющаяся консольной частью рамы, имеет мощные хребтовую и шкворневую, облегченные концевую и боковые балки.
Основные части котла, и опор изготовлены из низколегированной стали марки 09Г2С (ГОСТ 5520—79).
Тара цистерны описанной конструкции равна 48,8 т. Восьмиосной цистерне присвоен государственный Знак качества.
К основным неисправностям котлов цистерн постройки 1969—1973 гг. относятся поперечные трещины в шпангоутах омегообразного профиля и отрыв их от котла. Трещины в шпангоутах возникают в основном по сварным швам, соединяющим отдельные части шпангоута, при расположении их в зоне боковой образующей цилиндрической части котла, а также в зонах приварки к шпангоутам кронштейнов крепления наружных лестниц и запасного резервуара. Причиной образования таких трещин является расположение сварного стыкового шва в зоне высоких растягивающих напряжений или низкое качество сварных швов приварки кронштейнов к шпангоутам.
Трещины в шпангоутах в основном распределяются следующим образом: в зоне боковой образующей 25%, в зоне приварки верхнего кронштейна крепления лестницы 22%, в зоне нижнего кронштейна лестницы 44%, в зоне кронштейна запасного резервуара 9%. Причиной отрыва шпангоутов от котла в его нижней или верхней частях является низкое качество технологии при изготовлении цистерн, не обеспечивающей плотного прилегания шпангоута к оболочке котла, и наличие зазоров более 1 мм.
Следует отметить, что в результате повышения качества сварных соединений при изготовлении котла и установки на котле шести шпангоутов указанные дефекты на цистернах постройки после 1976 г. практически не встречаются.
К повреждениям вспомогательного оборудования на котле относятся излом нижних консольных частей наружных лестниц, (этот дефект имеет место у 20% цистерн) и изгиб их поручней, ослабление крепления и изгиб стоек и поручней ограждений помостов, ослабление крепления направляющей штанги привода сливных приборов, а также неисправности сливо-наливной арматуры.
У котлов цистерн чаще всего встречаются следующие трещины:
1 - в листах вдоль сварочного шва над крайними
опорами
2- в местах, где ранее приваривались угольники волнорезов;
3- в броневых листах, нередко переходящие через продольный шов на поперечные обечайки. Эти трещины встречаются большей частью в местах крепления опорных угольников у четырехосных цистерн или лап у двухосных цистерн и в некоторых случаях сопровождаются выпучиванием листов в месте повреждения;
4- в обечайках, начинающиеся от поперечного шва или на самом шве;
5- в местах приварки колпака к цилиндрической части
котла;
9- в сварных швах.
Кроме трещин, бывают: разрывы котлов, т. е. поперечные трещины 6 значительной длины, как в сварных швах, так и в листах обечаек вблизи сварочных швов; пробоины и вмятины 7; уменьшение толщины листов котла, а также сквозные отверстия 8 влистах вследствие коррозии и разъедания агрессивными жидкостями.
В котлах современной конструкции, сваренных из продольных листов, трещины в листах и сварочных швах встречаются редко.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.